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1举例分析化工过程中由于尺度变化所带来的研究方法及表征手段的巨大变化，说明不同尺度下过程强化的差别。物质转化的基本层次是原子和分子，但实现物质转化却要涉及到从原子、分子到大规模工业装置乃至整个工厂，甚至涉及到大气、河流等环境因素的不同尺度的化学和物理过程。对于一个化工过程起控制作用的机制一般在某些特征尺度发挥作用，这些特征尺度由小到大可以划分为：（1）纳米、微米尺度。分子的自组装、自复制，形成聚集体。在这一尺度上的粒子表现出一些特别的物理化学性质，在此尺度上，分子间的作用力起了重要作用。随着纳米技术和微化工系统的兴起，人们认识到这一尺度上的结构更加复杂。如小尺度通道中由于表面张力作用形成的各种微结构，在微小空间中物态和热力学性质的改变，材料的构象和表面改性对性质的影响等。在这一尺度，传统的理论和知识已不再完全适用，这一方面为化学工程提出了新的挑战，一方面也为一些高技术产业的发展提供了机遇（如微电子、功能材料等），如微换热系统中的换热系数是常规系统中的几个数量级。因此，研究纳、微尺度结构及其变化规律是认识在该尺度上可能产生奇异现象的关键。（2）单颗粒、气泡和液滴尺度。是非均相反应的一个重要的基本尺度，在此尺度下，分子扩散、物质对流对反应过程起着决定性的影响。化学反应则发生在颗粒的表面，传递往往会成为控制反应过程的重要因素。例如以3CaCO作为脱硫剂的煤的清洁燃烧过程中。在880℃时，石灰石分解为CaO和2CO，在氧化气氛下，CaO与烟气中的2SO发生反应。尽可能地提高脱硫剂颗粒内部的多孔结构，可以显著降低/CaS比。（3）颗粒聚团（气泡合并、液滴聚集）。在各种各样的多相反应系统中，不同的“相”会分别聚集，形成非常复杂的自组织结构。这种结构对反应和传递性能影响很大，如分散状态和聚集状态相比，在所有条件相同的情况下，传递和反应性能差别很大。因聚团结构而对反应性能有影响，并且该影响可对过程起强化作用的例子，如前面提到的脱硫过程，在持续氧化条件下，反应开始，就会在CaO表面生成一层致密的4CaSO薄层，阻止了2SO扩散到颗粒内部与CaO发生反应。但当煤在流化床中燃烧时，流化床中的任一位置都会交替出现因煤粒聚集而呈还原性的密相和因空气富集而呈氧化性的稀相，这一特殊结构创造了在同一位置还原脱硝和氧化脱硫条件的交替出现，促进了脱硫脱硝过程。在流化床燃烧中，当颗粒处于还原气氛时，CaO先与2HS反应生成CaS，该反应比较完全；当颗粒处于氧化气氛时，CaS与氧气反应生成4CaSO，提高了脱硫剂的利用率。2（4）设备尺度。表现为各种物料、温度、压力和流速的轴向和径向分布。这种分布对物质转换过程影响显著，如在燃烧过程中径向不均匀分布可有限促进混合，有利温度分布均匀；而在石油催化裂化过程中，径向分布则会导致返混，严重降低转化率和选择性。化学工程中的放大效应多数是由于这种结构无法或难以预测而产生的。例如对丙烯氨氧化合成丙烯腈的反应，因流化床反应器具有传热效率高；可使用粒度很小因而比表面积较大的催化剂，有利于流体和固相间的传递，消除内扩散阻力；易于实现固体物料的连续输入和输出等优点，所以，采用流化床的反应器形式。在从反应器设计上实现提高丙烯腈的选择性、提高转化率等的过程强化时，首先是采用空气分段进气的方法。据MB82型催化剂的动力学特性表明：床层内氧烯比的合理分布能有效提高丙烯腈的选择性。因此，降低反应器进口处的氧烯比，以获得较高的丙烯腈选择性，为了保证活性的需要，在床层的适当部位再补加二次空气，使空气的总用量不变；其次是，根据催化剂的氧化—还原机理的特性及提升管反应器的传递特性的研究成果，在床内设置提升管构件，其提升气即为二次空气补充量，同时使内构件和工艺要求融为一体。（5）工艺流程。任何化学工业产品的生产，都会有化学反应过程，以及反应过程之前的物料预处理和反应过程之后对物料的分离和提纯。在设计流程时需要考虑的问题主要有：一、技术的成熟程度；二、技术中的先进性和可靠性的关系；三、流程的可操作性；四、投资和操作费用；五、安全；六、环境和生态。（6）工业园区。工业园区是在一大片的土地上聚集若干工业企业的区域。在工业园区的建设中，要努力构建成为不同层次的，在时（生命周期、代际、世际）、空（不同区域空间）、量（物、能、资金代谢流量）、构（系统的结构）、序（系统内部成员间，内部成员与外部环境间的相互关系）上合理的（平衡和谐，可持续发展的）工业系统。